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1、某型号汽车后桥加工工艺及组合机床分析研究摘要本文对汽车后桥加工工艺进行了分析，驱动桥桥壳是所有汽车上重要的承载件和传力件。驱动桥的桥壳作用主要有支承汽车重量，将载荷传递给车轮，并且还可以承受由驱动车轮传递过来的牵引力、制动力、侧向力、垂向力的反力以及反力矩，并经悬架传给车架或车身。在汽车行驶过程中，由于各种条件的千变万化，桥壳受到车轮与地面间产生的冲击载荷的影响，可能引起桥壳变形。因此，驱动桥壳应具有足够的强度、刚度和良好的稳定性能，合理地设计制造驱动桥壳是提高汽车行驶稳定性的重要措施。冲压焊接整体式桥壳，具有制造工艺简单、材料利用率高、废品率低、生产率高及制造成本低等优点，另外还有足够的强度
2、和刚度，特别是其质量小(仅为铸造整体式质量的75左右)，却比铸造桥壳更安全可靠。由于钢板冲压焊接整体式桥壳有一系列的优点，近年来不但在轿车、轻型、中型载货汽车上得到广泛应用，而且在吨位更大的重载汽车业开始广泛采用。桥壳制造质量的好坏对汽车的载重能力、安全性有直接影响，因此本文研究的冲焊桥壳的成形过程有广泛的实用价值和重要的理论意义。关键词：汽车后桥壳 工艺分析 组合机床 AbstractIn this paper, the car driving axle processing technology are analyzed, and the drive axle of the bridge
3、housing is important in all cars and power transmission parts. The drive axle of bridge housing main role of supporting car weight, will load transfer to the wheels, and can also withstand by the driver of the pulling power of the wheel transmission over, braking force and the lateral force, vertica
4、l force against the force and the torque, and the suspension to frame or body. In the course of driving cars, because all kinds of conditions of the protean, bridge between the ground by wheels with shell shock the effect of load, may cause the bridge housing deformation. Therefore, should have enou
5、gh driving axle shell strength, stiffness and good stable performance, reasonable design manufacturing drive axle shell is improve the car driving stability of the important measures.Stamping welding integral bridge shell, has manufacturing process is simple, high efficiency and low scrap materials,
6、 productivity high and manufacturing cost advantages, in addition to the enough strength and stiffness, especially the quality small (only for the quality of the casting and about 75%), it is greater than the bridge housing casting more secure and reliable. Because of stamping steel welding integral
7、 bridge shell have a series of advantages, in recent years, not only in cars, light, SHPMT automobile widely applied, and in tonnage more heavy auto industry began to widely adopted. The bridge housing manufacturing the stand or fall of quality on the car carrying capacity, has a direct impact on th
8、e security, so this paper studies of punching-welding bridge housing the forming process of a wide range of practical value and important theoretical significance.Keywords: car driving axle shell process analysis combination machine tools目 录n 1绪 论. 1n 1.1本项目现状及发展趋势. 1n 1.2本设计目的及意义. 2n 1.3研究方法. 3n 2
9、汽车后桥及组合机床介绍. 3n 2.1汽车后桥. 3n 2.2组合机床. 3n 3汽车后桥壳加工工艺. 3n 3.1加工内容. 3n 3.2 工艺方案. 3n 3.3制定工艺路线. 7n 3.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定. 7n 3.5基准的选择. 9n 3.6确定切削用量及基本工时. . 10n 4夹具设计. 23n 4.1夹具的功用. 23n 4.2设计方案的论证. 23n 4.3定位元件和夹紧元件的选择. 23n 4.4定位误差的分析与计算. 23n 4.5夹紧力的计算. 24n 4.6夹具的使用与维护. 25n 5刀具设计. 25n 6冲焊式153载重汽车驱动后桥壳加工工艺的改
10、进. 25n 结 论. 27n 致谢. 28n 参考文献. 29第1章 绪论1.1本项目现状及发展趋势轻型汽车及农用运输车是我国改革开放以来，随着城乡经济的发展而大规模、快速走向社会的大众交通工具。产量增长异常迅猛，生产也已逐步走向集约化，载重量己基本适应城乡人民生活水平的需要。今后城乡人民生活水平会不断提高，对轻型及农用车的需求量会越来越大，其产量在近十年将会有一个大的提高。各厂家都急于在短期内形成规模化生产能力，在这样的背景下，洛阳机车厂经过长时间的市场调查论证，决定马上开发轻型汽车及农用运输车驱动桥项目，为整车生产厂家配套，以满足市场的需求。汽车驱动后桥是汽车传动系的最后一个总成。其基本
11、功用就是在承受载荷的同时，将发动机发出的扭矩最后传递到驱动轮，以达到车辆行驶的目的。它是涉及到汽车行车性能和安全的关键部件之一。洛阳机车厂开发的整体式汽车驱动桥包括0.5T,0.75T,1.0T,1.5T四大系列。均通过了国家质量检测中心的性能测试。 该系列产品以其独特的技术优势于1996年通过了河南省机械电子工业厅主持的省级鉴定。同年7月获得了国家机械工业总局颁发的国家认证。鉴定委员会认为:“ 洛阳机车厂开发的整体式小吨位汽车驱动后桥设计结构合理，有较高的动载强度。其整体扩涨式桥壳填补了省内空白。开发研究的生产工艺效率高，达到了国内先进水平。”驱动桥处于动力传动系的末端，基本功能是增大由传动
12、轴或变速器传来的转矩，并将动力合理地分配给左、右驱动轮，同时还承受作用于路面和车架之间的垂直力、纵向力和横向力。在一般汽车的机械式传动中，有了变速器不能够完全解决发动机特性与汽车行驶要求间的矛盾和结构布置上的问题。首先因为绝大多数的发动机在汽车上是纵向安置的，为使其转矩能传给左、右驱动车轮，必须由驱动桥的主减速器来改变转矩的传递方向，同时还得由驱动桥的差速器来解决左、右驱动车轮间的转矩分配问题。其次，需将经过变速器、传动轴传来的动力，通过驱动桥的主减速器，进一步增大转矩、降低转速的变化。因此，要想使汽车驱动桥的设计合理，首先必须选好传动系的总传动比，并恰当地将其分配给变速器以及驱动桥。在本次课
13、程设计中，驱动桥总成是在满足汽车性能要求的前提下采用了经济合理的设计理念，这对汽车的大量生产提供了可靠的保证，也使此类汽车在市场竞争中处于有利的地位。在新政策汽车产业发展政策中，在2010年之前，我国就要成为世界主要汽车制造国，汽车产品满足国内市场大部分需求并批量进入国外市场；2010年，汽车生产企业要形成若干驰名的汽车和零部件产品品牌；通过市场竞争形成具有国际竞争力的大型汽车企业集团，力争到2010年跨入世界500强企业之列，同时，在这个新的汽车产业政策中，还包含许多涉及产业素质提高和市场环境改善的综合目标，着实鼓舞人心。然而，不可否认的是，国内汽车产业的现状离产业政策的目标还有相当大的差距
14、。长期以来困扰中国汽车产业发展的散、乱和低水平重复建设问题，还没有从根本上得到解决。多数企业家预计，在新的汽车产业政策的鼓励下，将会有越来越多的汽车生产企业按照市场规律组成企业联盟，实现优势互补以及资源共享。电动客车在电动汽车生产中占有大的比重。驱动桥在整车中又十分重要，因此设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的驱动桥，能大大降低整车生产的总成本，推动汽车经济的发展。 此项研究过程着重解决以下几个方而的问题1 )在研究确定合理的加工工艺艺方案的前提下，确定该专用机床的总体设布局，要求具有经济上的可行性。2 )选择合理的夹具，解决好薄壁管件在内孔加工过程中的夹紧及防止变形。3) 选择合理的刀具来实
15、现产品图样规定的各加工表面的精度要求。1.2本项目在国内的研究水平和发展趋势 整体式汽车驱动后桥壳加工，一直是困扰着后桥制造业的一个难题。过去传统的加工方法是:用普通车床+ 普通铣床来分多次完成。70年代以来大部分企业采用的是:首先，车辆端面，倒角；然后，两动力头镗床镗两端孔，车端倒角和 单动力头镗床 镗中间琵琶孔来分次完成，。以上这两种加工方式均要求配备两台 的机床。固定资产投入大，生产效率低。因此这些年以来陆续开展了液压驱动进给的三动力头专用镗床的研制，来完成三主轴孔的加工，对厚壁铸造桥壳的加工，已取得可喜的进展。车桥后壳的加工工艺已得到很高的重视，今后，此项工作必然会得到大的改观。其发展
16、趋势为:（1）提高生产率和自动化水平，特别是工件装夹和拆卸的自动化。（2）提高组成件的通用化程度。（3）进一步扩大加工范围，使此类机床不仅能锉孔车端面，还能完成其它加工工序。（4）重型车桥性能正在向轻量化、 低噪音、高效率、大扭矩、长寿命、低成本，舒适、更安全、更加注重电子化和环保的方向发展。 总之，随着时间的推迟，后桥壳工艺设计会更合理，以获得更好的产品。1.2本设计意义及目的 制造是人类最主要的生产活动之一，而制造业是所有与制造有关的行业的总体，是国民经济的主体之一，随着科技，经济的日益进步和快速发展，日趋激烈的国际竞争对机械产品在性能、价格、质量及多样性、可靠性等提出越来越多的要求，对先
17、进的生产技术装备的需求越来越大，机械制造业面临着新的挑战，通过对本课题的研究，进一步巩固对加工工艺的认识，掌握刀具及夹具的设计，通过对工艺的改进，以获得性能个更好的产品。随着我国汽车工业的不断发展，以及组合机床在该行业的应用越来越广，汽车后桥壳的产量越来越广，生产周期也越来越短，要求对汽车后桥壳的加工有一套成熟的工艺方案，是企业跟上市场发展的需要。1.3研究方法首先收集与本课题相关的文献综述及其相关资料收集，并找一篇相关外文，完成翻译，熟悉后桥壳结构，本课题通过对汽车后桥壳的加工工艺的研究，包括镗孔，车端面，倒角及钻各个端面上的螺栓孔分析汽车焊接式后桥在组合机床上每一步所需的刀具，夹具等，并对
18、此进行校核，以此设计组合机床以及相关技术文档一套。通过工艺路线用来表示企业产品的在企业的一个加工路线（加工顺序）和在各个工序中的标准工时定额情况。是一种计划管理文件不是企业的工艺文件，不能单纯的使用工艺部门的工艺卡来代替。工艺卡主要是用来指定工人在加工过程中的各种操作要求和工艺要求，而工艺路线则强调加工的顺序和工时定额情况，主要用来进行工序排产和车间成本统计。通过之前的研究，对某一具体型号汽车后桥加工工艺进行改进，进一步提升自己能力，最后得到设计说明书一份，第2章 汽车后桥及组合机床介绍2.1汽车后桥介绍汽车后桥是指汽车后面那根桥。 如果是前桥驱动的车辆，那么后桥仅仅是随动桥而已，只起到承载的
19、作用。 如果前桥不是驱动桥，此时后桥就是驱动桥，这时候除了承载作用外还起到驱动和减速还有差速的作用，如果是四轮驱动的，一般在后桥前面还配有一个分动器。前桥后桥就是指前后轮轴的部分，前桥包括避震弹簧、转换器等，后桥还包括驱动轴，传动齿轮等。无驱后桥就是没有传动轴连接，不属于驱动轮的部分，一般是3轴以上的重卡和牵引车头才有。 2.2 桥的分类 根据桥的悬架不同，可分为整体式和断开式。整体桥配非独立悬架，板簧悬架，断开式配独立悬架。至于后桥中心的大鼓包是在后桥是驱动桥的情况下才有的，因为里面要放上减速齿轮以及差速机构，因以需要有一个大鼓包，后桥是随动桥的一般都没有。根据车桥的作用不同，车桥分为驱动桥
20、，转向桥、支持桥、转向驱动桥。 2.3 工作基本原理 发动机传出动力到变速箱，通过变速到后桥大齿盘上差速器是一个整体，里面是：上下有小齿盘中间有十子柱上面带两个小行星的齿轮起到转弯调速作用差速器是立着放的，两边有两个小圆洞，上面有滑键，走直线的时候十子柱不动，转弯 的时候十子柱动起来调整两边轮胎的转速，来提高汽车在转弯时候的机动性！ 后桥壳由空心梁，它由轴头、壳身、板簧座、加强环、后盖等组成图2-1后桥壳结构它将车体上的重力传到车轮，并将作用于车轮上的牵引力、制动力，侧向力传给悬架、车架。它又是主减速器、差速器、半轴的装配主体，制动器底板也固定其上。后桥壳除受上述作用力外，还受牵引或制动时产生
21、的反作用转距。后桥壳必须满足如下要求:( 1 )保护装于其上的传动系统部件和防止泥水浸入;( 2 )具有足够的静强度、疲劳强度和使用寿命，质量又要小;( 3 )具有高的刚度，以保证主减速器齿轮啮合的正常工作和不使半轴产生附加弯曲应力;( 4 )保证足够的离地问隙;( 5 )结构工艺性好，制造成本低;( 6 )拆装保养维修方便。2 组合机床以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按组合机床加工方式预先确定的工序进行加工的机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍乃至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短
22、设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。提高效率，减少生产成本。 组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件，本课题用其加工后桥壳，加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件例如飞轮、汽车后桥半轴等的外圆和端面加工。 图2-2 2S升降组合机床一 组合机床的发展史二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组
23、合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可达2.50.63微米；镗孔精度可达IT76级，孔距精度可达0.030.02微米。 最早的组合机床是1911年在美国制成的，主要用于加工汽车零件。起初，各机床制造厂都有各自的通用部件标准，为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，在我国，组合机床发展已有28年的历史，其科研和生产都具有相当的基础，应用也已深入到很多行业。是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。 组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱
24、、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。 二 组合机床部件分类通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。 输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。 控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。汽车后桥
25、是汽车制造中比较典型的零件之一，由于其在一般的通用机床上加工比较困难，生产效率低，并且工人的劳动强度高。因此，设计专门的用于后桥加工的专用机床能有效改善这些状况。为了缩短设计周期，便于制造，故设计中尽量采用技术成熟的组合机床通用部件。同时，设计制造专用夹具，以提高工件的装夹速度和定位精度。该专用机床设计完成后在满足加工精度的同时，将大大缩短单件加工时间，同时降低操作工人劳动强度，实现半自动化加工。第3章 汽车后桥壳加工工艺分析3.1加工内容根据产品生产图样，在确定工艺方案时，重点考虑后桥车壳加工的工序、精度要求、表面粗糙度、壳身薄壁等特点，汽车后桥壳的加工内容主要有镗孔、倒角、车端面及钻各种端
26、面上的螺栓孔等工序，比较常用的材料有焊接件和铸铁件两种。对于铸铁件的加工，工艺比较简单，本文针对焊接件的工艺方案加以介绍、讨论。 图3-1 2401100-G5QZ型后桥零件图根据设计任务分析零件图，可知本工序要求完成镗孔、车端面、倒角及钻各端面上的螺栓孔的任务。要求保证镗孔尺寸及粗糙度，车端面尺寸，轴向尺寸62及粗糙度。可知该零件的加工精度要求不高，为半精加工。但该零件尺寸较大，并且形状不规则，在通用机床上加工困难，必须设计专用机床。3.2工艺方案3.2.1 工艺基准面分析 在选择工艺基准面时应遵循以下规则:（1）应尽量选用设计基准面面作为加工用的定位基准，这样能减少误差累积，有利于保证加工
27、精度；（2）选择的定位基准面应确保工件定位准确，定位的支承面应该大一些，尽量选用已加工已加工表面作为定位基准面（3）选择基准面时要保证在一次安装下，尽可能多的加工出大部分表面，保证相互之间位置要求。（4） 定位基准面要统一;（5）选择定位基准时要考虑夹紧方便，夹具简单;（6）在选择工艺基准面的同时应相应地决定夹压位置。它对定位的可靠，加工精度的保证都有直接的影响，夹紧位置应能确保工件的定位准确，不发生位移或偏移，夹紧力的作用点应位于刚性较大处，并且尽量靠近工件被加工表面，可使切削力对该点的力矩减少。3.2.2 加工阶段的划分对于加工精度要求较高和粗糙度值要求较低的零件，一般将工艺过程划分为粗加
28、工和精加工两个阶段；对于加工精度要求就很高、粗糙度要求很低的零件，则通常划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整加工阶段。由于该汽车后桥加工精度要求不高，固分为粗加工阶段以及半精加工阶段。粗加工阶段：加工阶段的开始，在该阶段，尽量将零件各个被加工表面的大部分余量从毛坯上切除。精加工阶段：在该阶段将切去很少的余量，保证各主要表面达到较高的精度和较低的表面粗糙度。3.2.3后桥壳工艺分析第一步，对桥管下料，铣中部及粗糙度扩张孔，采用立卧三面镗孔车端面机床完成车端面及倒角，然后完成两端油封孔和轴承孔的粗加工，接着车中间琵琶孔端面和倒角，以及琵琶孔的粗加工。见图3-2图3-2 立卧三面镗孔车端
29、面然后采用卧式双面精镗机床完成两端封油孔和轴承孔的精加工，紧接着对中部压扁，注意要与铣口方向垂直，使中部扩张，完成后对壳身校直、整形。见图3-3图3-3 卧式双面精镗第二步，首先加强环毛坯锻造，然后粗、精铣加强环平面。包括钻孔、扩孔、倒角、攻螺纹12-M14. 采用卧式单面移动工作台钻、 攻机床完成中间琵琶孔端面上螺纹钻孔、攻螺纹，采用卧式双面钻孔机床完成两端轴承孔端面上的螺纹底孔加工， 见图3-4 。 图3-4 卧式单面移动工作台钻、功第三步，后盖钢板下料，其中后盖有冲压成型，并对其冲孔第四步，将壳身、后盖、加强环、各接头座焊接第五步，对桥壳校直，接着对壳身加工，这就包括镗主轴三孔第六步，轴
30、头毛坯锻造，是轴头成为加工成品，使轴头与桥壳压装，轴头族焊、板簧座等各附件焊接。第七步，桥壳整体时效处理卧式三面镗孔车端面组合机床采用以两端法兰外圆在V型铁上主定位及主夹紧，以板簧支座面为角位置限位，以保证其与琵琶孔端面成73，中间琵琶孔外壳有互成90的4个水平辅助支承，在这下面有2个垂直辅助支承，带自锁机构，这样可以大大减小在切削过程中的工件变形，见图3-5，两端采用杠杆铰链式夹紧，由于压板抬起高度不够，影响工件的装卸。后来本方案在设计时，将原来油缸位置与铰链支承位置进行了调换，在油缸行程相同的情况下，压板比原来抬高近一倍，使夹具实现了自动夹紧，节省了辅助时间，同时也相对降低了劳动强度。见图
31、3-6 图3-5 支撑方式 图3-6 夹紧方式中间琵琶孔采用粗、精镗刀装在一把刀杆上，前后布置，粗镗结束后可以直接进行精镗。考虑到中间琵琶孔精度要求不太高，决定采用中等切削速度，约65m/min左右,粗、精加工速度不变，只需调整加工余量和进给量，同样达到了图纸要求及粗糙度。两端采用粗、精镗分开的加工方法，粗镗速度约为60m/min。选用硬质合金焊接刀具,然后用镗车头上的横进刀盘进行端 面车削。而车精镗时，采用机夹刀夹和陶瓷刀片，切削速度150m/min， 进给量0.04mm/ r 。几经调试,断屑性能良好，加工精度也达到了图纸要求。在加工中间琵琶孔端面上螺栓孔时，采用以该孔及其端面定位，用一端
32、轴承孔防转，用钩头旋转压板夹紧大琵琶孔内端面的方法, 实现工件装卸时的敞开性，采用横向移动工作台，在一次装夹中完成螺栓孔的钻、攻两道工序。本机床利用前序精加工出的大孔定位，保证了螺孔与琵琶孔间的位置度要求。而两端法兰上的螺栓孔，则分别在两台机床上进行加工。被加工件的定位基准与精镗两端轴承孔的基准一致，都采用法兰外圆，V型铁定位，两端多轴箱前盖带有活动模板进行导向，而活动模板并不与夹具定位，而是直接与被加工件的轴承孔定位，从而提高了螺孔对轴承孔间的位置度。3.3焊接生产工艺 后桥是汽车的关键零部件之一，其焊接质量的好坏关系到汽车的安全性。见图3-7.它不紧要承载和传力，还要承受由动载荷和静载荷所
33、引起的较大的弯矩，为此要求后桥应具有足够的强度、刚度和韧性，这就对桥壳的焊接质量提出了很高的要求。图3-7 后桥桥壳示意图焊接桥壳时应注意几点：所用的材料应具有良好的焊接性能，桥壳焊缝的布置应有利于减少焊接应力和焊接变形，桥壳每条焊缝的焊接接头形式、位置和尺寸应满足焊接质量要求。3.3.1 母材和焊接材料的选用3.3.2 母材的选用桥壳母材采用SAPH440板材冲压而成。SAPH440钢板是含有锰和硅的低碳合金汽车结构用钢，它比Q235类型的低碳钢多了锰，强度增加了35%左右，具有良好的可焊性。因SAPH440钢含有一定量的碳和锰元素，焊接时的淬硬倾向要比Q235碳钢稍大一些，冷裂倾向也较大。
34、当焊件刚性很大时，为防止在焊接时冷裂纹的产生，焊接接头结构设计时应尽量避免一些焊接短焊缝穴，同时可进行定位焊，定位焊长度应大于50100mm,间隙要小,并采用较大的焊接电流,放慢焊接速度,熄弧前应填满弧坑。变形轴管是该汽车后桥的重要组成部分，连接桥壳中段和两端法兰盘。设计时为了增加后桥的刚性，连接桥壳中段处轴管由外径扩管到外径，由于轴管变形 大，因此要求材料具有良好塑性，同时也要具有良好焊接性，可采用16MnL或20#管扩管成型。考虑到16MnL材料成本高于20#钢，轴管强度在满足设计要求的前提下，该后桥变形轴管选用20#钢。45 Mn2钢因含锰高，空冷时焊缝热影响区会出现针状马氏体组织，硬度
35、大、塑性差，易产生脆性断裂，而且可供选择的焊接规范小。当电流过小时则熄弧，焊缝成形不良；电流过大时则咬边；冷却速度稍大时则产生热裂纹，质量很难保证。在此选用的法兰盘是20#钢，经锻打成型，成本低，与变形轴管材质相同，焊接规范容易掌握，焊缝质量好。3.3.3 焊接材料的选择本课题选择CO2气体保护焊进行桥壳的焊接。在焊丝的选择上，目前国内普遍使用ER49-1和ER50-6两种焊丝。该焊丝化学成分设计合理,具有良好的焊接工艺性能.由于焊丝的化学成分直接关系到焊丝的工艺性能拉拔和力学性能,以及焊缝熔敷金属的力学性能。因此在选择焊丝时，首先对圆种焊丝进行了对比，如表1所示。表1 两种焊丝化学成分比较焊
36、丝牌号W(C)W(Mn) W(Si)W(S)W(P)W（Cu）其他W(M )ER49-10.071.960.740.0180.0220.170.502.6%ER50-60.081.440.800.0060.0170.140.401.8%表1表明, ER50-6焊丝的锰元素含量较低,硅元素含量较高,一般碳钢焊丝采用锰、硅联合脱氧，要求锰硅之比为2较宜。而ER49-1焊丝锰元素含量偏高，焊丝化学成分设计较合理，能得到性能良好的焊缝，而且其硫、磷控制也较严，对保证焊缝的力学性能有利。通过上述比较分析，选用ER50-6焊丝用于桥壳焊接生产。3.3.4 后桥壳焊接工艺由于该后桥为分段式车桥，存在桥壳两端
37、法兰盘与变形轴管对接以及变形轴管与桥壳中段对接4处环焊，其焊缝对接接头形式和焊缝质量是后桥生产的关键。目前国内后桥的生产工艺一般为先焊接桥壳整体，加工桥壳两端内孔，压装两端法兰盘，再进行桥壳各附件焊接。这样桥壳焊接生产工艺流程长，效率低，而且桥壳焊接成整体后进行各附件焊接，桥壳搬运次数和搬运强度增加，特别是桥壳附件较多的悬挂式后桥更明显。在此采用的桥壳焊接工艺是先将桥壳各附件焊接到变形轴管和桥壳中段上，再将桥壳两端法兰盘尧变形轴管以及桥壳中段进行点定后进行4环焊缝整体焊接。桥壳两端法兰盘与变形轴管焊缝处，连接形式采用两端法兰盘一端车出台阶与变形轴管进行间隙配合。变形轴管与桥壳中段焊缝处连接是在
38、桥壳中段与变形轴管之间用一衬环穴内衬环雪连接，然后施焊，内衬环起到焊缝的垫板作用。通过对2种接头形式进行焊缝检测以及后桥壳焊接强度台架试验，结果表明该焊接接头形式能满足后桥壳强度设计要求，后桥生产采用上述焊接工艺袁缩短了后桥壳焊接工艺流程，减小了后桥壳焊接搬运次数和搬运强度，同时由于桥壳各附件一般集中在变形轴管上，有利于产品多品种系列化设计，减少了模具投入费用。3.3.5 主要焊缝焊接参数规范台架试验表明袁该类后桥壳断裂处为桥壳环焊缝及其热影响区，特别是变形轴管与桥壳中段2环焊缝。因此，4环焊缝要求焊接熔深率达100%以上，焊缝宽度12 mm以上.为了保证4环焊缝焊接质量的稳定性，采用CO2气
39、体保护焊接专用设备进行自动焊接，通过多次对焊缝检测和焊接参数评价，制定焊接工艺参数规范如表2.表2 桥壳焊接工艺参数为保证焊缝质量，避免焊接缺陷，使用的CO2气体纯度达99.5%以上，其含水量、含碳量不超过0.01%。采用CO2气体集中供气的方式，在气路中串联了加热器和干燥器，以减小CO2气体中的水分。同时为了避免CO2气体压力不足使焊接时产生气孔现象，在气路中串联了压力报警器，采用上述后桥焊接工艺，并通过对焊接母材、焊丝材料和施焊参数严格控制，生产出的后桥进行疲劳强度试验时循环次数均达120万次以上。焊接工艺要点如下：（1）为防止焊接冷裂纹，焊接前要对工件进行预热，预热温度：钨极氩弧焊不小于
40、150.焊条电弧(2)对于SA-335P122大直径厚壁管道和集箱来说,要对根部的前3层焊缝的背面进行氩气保护.(3)为防止热裂纹和晶粒的粗大,焊接过程中应严格控制焊接线能量,层间温度应小于300,先选用焊接热输入量较小的钨极氩弧焊。（4）采用焊条电弧焊时应注意多层多道焊，焊道厚度控制在不大于焊条直径为宜，焊道宽度不得超过焊条直径的3倍袁且建议焊条直径不大于4mm。（5）对于壁厚较大的工件可以采用埋弧焊进行焊接，但应选用细丝埋弧焊，焊丝直径应在3mm以下。故本课题焊接工艺如下：钢板气割下料 ;钢板加热压形; 壳体气割直边和坡口 ;壳体自动埋弧焊接; 壳体气割端头; 桥壳轴头焊接 ;桥壳制动盘焊接; 加强环焊接;后盖焊接; 散件焊接; 机械加工等。3.4夹具设计夹具是联系机床与桥壳壳身、刀具之间的桥梁。它是用以装夹壳身的装置。包括定位支承系统与夹紧机构。本机座采用自动夹具类型。其作用就是使安放在夹具中的桥壳壳身得到正确的位置和方向，并且在加工过程虽然受到切削力及其他外力的影响，仍能保证正确的位置和方向。
